DE102016003051A1

DE102016003051A1 - Robotersteuersystem mit Funktion zum Ändern eines Kommunikationsqualitätskriteriums gemäß dem Abstand zwischen einer Maschine und einer tragbaren drahtlosen Bedieneinheit

Info

Publication number: DE102016003051A1
Application number: DE102016003051.8A
Authority: DE
Inventors: Ryoutarou Inaba
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2016-09-22
Anticipated expiration: 2036-03-12
Also published as: CN105983972A; JP2016175145A; US20160271794A1; DE102016003051B4; JP6162736B2; US9902060B2; CN105983972B

Abstract

Ein Robotersteuersystem der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Steuereinrichtung zum Steuern einer Maschine, eine tragbare drahtlose Bedieneinheit, die zum Steuern der Maschine eine drahtlose Kommunikation mit der Steuereinrichtung durchführen kann, eine Abstandsmesseinrichtung, die den Abstands zwischen der Maschine und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit misst, eine Kommunikationsüberwachungseinrichtung, die die Kommunikationsqualität der drahtlosen Kommunikation zwischen der Steuereinrichtung und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit überwacht, einen Warngenerator, der eine Warnung an den Bediener abgibt oder die Maschine stoppt, wenn die Kommunikationsqualität unter ein vorgegebenes Kriterium sinkt, und eine Kriteriumsänderungseinrichtung, die das vorgegebene Kriterium gemäß dem Abstand zwischen der Maschine und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit ändert.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Robotersteuersystem, insbesondere ein Robotersteuersystem, das mit einer Funktion zum Ändern des Kriteriums für die Kommunikationsqualität gemäß dem Abstand zwischen einer Maschine und einer tragbaren drahtlosen Bedieneinheit ausgestattet ist.
2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
Eine tragbare Bedieneinheit zum Teachen (Anlernen) eines Roboters muss die Norm (ISO 10218-1) erfüllen, dass die Bedieneinheit Signale zum Durchführen eines Nothalts des Roboters ausgeben kann, um dazu in der Lage zu sein, den Roboter in einem Notfall unverzüglich zu stoppen. Wenn ein tragbares Bediengerät verwendet wird, das auf einer drahtlosen Kommunikation basiert, besteht das Risiko, dass der Roboter nicht unverzüglich gestoppt werden kann, wenn die Qualität der drahtlosen Kommunikation schlecht ist, und ist somit riskant. Aus diesem Grund ist es üblich, den Roboter zu stoppen, wenn die Qualität der drahtlosen Kommunikation unter ein bestimmtes Niveau sinkt, um dadurch die Sicherheit zu gewährleisten.
Die Kommunikationsqualität der drahtlosen Kommunikation kann sich jedoch durch Umgebungseinflüsse verschlechtern, wie etwa das Vorhandensein von Hindernissen, anderer drahtloser Kommunikationen und dergleichen, daher ist es ungünstig, wenn das Kriterium zum Stoppen des Roboters aufgrund der Kommunikationsqualität streng ist. Wenn das Kriterium hingegen gelockert wird, besteht das Risiko, dass es lange dauert, ein Nothaltsignal korrekt zu senden, wenn Teaching-Verfahren und andere riskante Aufgaben durchgeführt werden, wodurch Sicherheitsprobleme verursacht werden.
Als herkömmliches Robotersteuersystem existiert ein bekanntes System, das die Sicherheit durch Erkennen der Position des Bedieners sicherstellt (z. B. japanisches Patent Nr. 5492438 ). Diese Offenbarung bezieht sich jedoch in keiner Weise auf das Merkmal des Änderns des Kriteriums für die Kommunikationsqualität.
Als drahtlose Teaching-Vorrichtung existiert ein bekanntes automatisiertes Maschinensystem, das durch den Austausch von Live-Signalen durch drahtlose Kommunikation in vorgegebenen Intervallen und Überwachen des Zeitintervalls des Empfangs zum Erfassen des drahtlosen Kommunikationszustands an den Bediener Warnungen ausgibt und die automatisierte Maschine stoppt, wenn sich der drahtlose Kommunikationszustand verschlechtert ( japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2007-233817 ). Dieser herkömmliche Stand der Technik betrifft eine Technik zum Bestätigen der Kommunikationsqualität basierend auf dem Intervall zwischen Live-Signalen, um nur dann eine Warnung auszugeben oder das System zu stoppen, wenn das Intervall einen bestimmten Schwellenwert übersteigt. Das bedeutet, dieser herkömmliche Stand der Technik umfasst keinen Verweis auf das Ändern des Kriteriums für die Kommunikationsqualität abhängig von einem Abstand. Es wird beschrieben, dass Parameter eingebracht werden, um das Kriterium einzustellen. Das bedeutet, das Kriterium wird vermutlich einfach durch den Bediener eingestellt, nachdem die aktuelle Kommunikationsqualität erfasst worden ist. Es gibt jedoch keinen Verweis auf die Verwendung eines Verfahrens, das auf einer automatischen Änderung des Kriteriums gemäß gewissen physikalischen Größen basiert.
Es existiert ein anderes bekanntes automatisiertes Maschinensystem, das durch Überwachen der Intensität von Funkwellen zwischen der Steuereinrichtung und der Teaching-Vorrichtung Warnungen ausgibt und/oder die automatisierte Maschine stoppt, wenn die Intensität der Funkwellen gleich oder kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist (z. B. internationale Veröffentlichung 2006/103838 ). 1 zeigt eine Konfiguration eines herkömmlichen automatisierten Maschinensystems. Ein herkömmliches automatisiertes Maschinensystem 1000 ist dazu eingerichtet, einen Roboter 1001 zu stoppen, wenn sich die Qualität der Kommunikation zwischen einem Sende-Empfangsgerät 1021 einer Steuereinrichtung 1002 zum Steuern des Roboters 1001 und einem Sende-Empfangsgerät 1041 einer Teaching-Vorrichtung 1004 verschlechtert, um dadurch die Sicherheit zu gewährleisten.
Wie in 1 gezeigt, werden beispielsweise Daten (Live-Daten: d_L) zum Bestätigen, dass die Funkkommunikation korrekt durchgeführt wird, in jeder festen Zeitspanne ausgetauscht. Wenn die Kommunikationsqualität gut ist, können Live-Daten d_L in der festen Zeitspanne vom Zeitpunkt t₁ bis t₂ empfangen werden. Der Roboter 1001 wird unter einer solchen Bedingung betrieben. Wenn hingegen d_L zum Zeitpunkt t₁ empfangen werden kann, nicht aber zum Zeitpunkt t₂, wird eine Warnung erzeugt oder der Roboter 1001 gestoppt. Trotz des Umstands, dass sich der Bediener unter einem bestimmten Abstand vom Roboter und in Sicherheit befindet, wird der Roboter dennoch unverzüglich gestoppt, wenn sich die drahtlose Kommunikation verschlechtert, was zu Unannehmlichkeiten führt.
Zusammenfassung der Erfindung
Zum Lösen des vorstehenden Problems besteht daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, ein Robotersteuersystem bereitzustellen, das den Komfort erhöhen kann, ohne an Sicherheit zu verlieren, indem der Abstand zwischen einem Roboter und einer tragbaren drahtlosen Bedieneinheit gemessen und das Sicherheitskriterium für die drahtlose Kommunikationsqualität gemäß dem Abstand geändert wird.
Ein Robotersteuersystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Steuereinrichtung zum Steuern einer Maschine, eine tragbare drahtlose Bedieneinheit, die zum Steuern der Maschine eine drahtlose Kommunikation mit der Steuereinrichtung durchführen kann, eine Abstandsmesseinrichtung, die den Abstand zwischen der Maschine und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit misst, eine Kommunikationsüberwachungseinrichtung, die die Kommunikationsqualität der drahtlosen Kommunikation zwischen der Steuereinrichtung und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit überwacht, einen Warngenerator, der eine Warnung an den Bediener abgibt oder die Maschine stoppt, wenn die Kommunikationsqualität unter ein vorgegebenes Kriterium sinkt, und eine Kriteriumsänderungseinrichtung, die das vorgegebene Kriterium gemäß dem Abstand zwischen der Maschine und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit ändert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Das Ziel, die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus einem Studium der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen in Verbindung mit den Zeichnungen genauer hervor. Es zeigt:
1 ein Konfigurationsdiagramm, das ein herkömmliches automatisiertes Maschinensystem darstellt;
2 ein Konfigurationsdiagramm, das ein Robotersteuersystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 ein Zeitablaufdiagramm von Signalen in einem Robotersteuersystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ein Zeitablaufdiagramm von Signalen in einem Robotersteuersystem gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 Signalwellenformen in einem Robotersteuersystem gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 ein Konfigurationsdiagramm eines Robotersteuersystems gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
7 ein Konfigurationsdiagramm, das ein Robotersteuersystem gemäß einem abgewandelten Beispiel der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Genaue Beschreibung der Erfindung
Bezug nehmend auf die Zeichnungen wird nun ein Robotersteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
[Erste Ausführungsform]
Es wird ein Robotersteuersystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 2 zeigt ein Konfigurationsdiagramm, das ein Robotersteuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Robotersteuersystem 101 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Steuereinrichtung 2 zum Steuern einer Maschine, d. h. eines Roboters 1, eine tragbare drahtlose Bedieneinheit 4, die zum Steuern des Roboters 1 drahtlos mit der Steuereinrichtung 2 kommunizieren kann, eine Abstandsmesseinrichtung 6 zum Messen des Abstands zwischen dem Roboter 1 und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4, eine Kommunikationsüberwachungseinrichtung 7 zum Überwachen der Kommunikationsqualität der drahtlosen Kommunikation zwischen der Steuereinrichtung 2 und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4, einen Warngenerator 8 zum Abgeben einer Warnung an den Bediener oder zum Stoppen des Roboters 1, wenn die Kommunikationsqualität unter ein vorgegebenes Kriterium sinkt, und eine Kriteriumsänderungseinrichtung 10 zum Ändern des vorgegebenen Kriteriums gemäß dem Abstand zwischen dem Roboter 1 und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4. Obgleich die Abstandsmesseinrichtung 6, die Kommunikationsüberwachungseinrichtung 7, der Warngenerator 8 und die Kriteriumsänderungseinrichtung 10 in 2 in der Steuereinrichtung 2 bereitgestellt sind, können die Abstandsmesseinrichtung 6, die Kommunikationsüberwachungseinrichtung 7, der Warngenerator 8 und die Kriteriumsänderungseinrichtung 10 auch in der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4 oder sowohl in der Steuereinrichtung 2 als auch in der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4 bereitgestellt werden.
Wie in 2 gezeigt, weist die tragbare drahtlose Bedieneinheit 4 ein Sende-Empfangsgerät 41 auf, um Befehle zum Steuern des Roboters 1 drahtlos an ein steuereinrichtungsseitiges Sende-Empfangsgerät 21 zu senden, das für die Steuereinrichtung 2 bereitgestellt ist. Die Steuereinrichtung 2 steuert den Roboter 1 basierend auf den empfangenen Befehlen.
Die Abstandsmesseinrichtung 6 misst den Abstand zwischen dem Roboter 1 und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4. Der Abstand kann beispielsweise basierend auf der Intensität der Funkwellen gemessen werden, die zwischen der Steuereinrichtung 2 und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4 ausgetauscht werden.
Die Kommunikationsüberwachungseinrichtung 7 überwacht die Kommunikationsqualität der drahtlosen Kommunikation zwischen der Steuereinrichtung 2 und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4. Der Warngenerator 8 bestimmt, ob die durch die Kommunikationsüberwachungseinrichtung 7 überwachte Kommunikationsqualität gleich einem vorgegebenen Kriterium ist oder darüber liegt. Der Warngenerator 8 gibt eine Warnung an den Bediener ab oder stoppt den Roboter 1, wenn die Kommunikationsqualität unter dem vorgegebenen Kriterium liegt.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kriteriumsänderungseinrichtung 10 das vorstehend genannte vorgegebene Kriterium gemäß dem Abstand zwischen dem Roboter 1 und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4 ändert.
Wenn beispielsweise der Abstand zwischen dem Roboter 1 und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4 kürzer als der vorgegebene Abstand ist, wird das Kriterium zur Beurteilung der Kommunikationsqualität verschärft, um die Sicherheit zu gewährleisten. Wenn hingegen der Abstand zwischen dem Roboter 1 und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4 weiter als der vorgegebene Abstand ist, dauert es länger, den Roboter zu stoppen, wenn sich die Kommunikationsqualität verschlechtert. Da jedoch zwischen dem Bediener und dem Roboter ein großer Abstand vorhanden ist, beeinträchtigen sich die beiden nicht gegenseitig, wodurch es möglich ist, die Sicherheit zu gewährleisten, unnötige Stopps zu vermeiden und somit den Komfort sicherzustellen.
Als Verfahren zum Überwachen der Kommunikationsqualität zwischen der Steuereinrichtung 2 und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4 kann beispielsweise eine Messung des Austauschintervalls von Live-Daten zum Bestätigen der Herstellung einer drahtlosen Kommunikation verwendet werden. Bezug nehmend auf 2 wird nun für jeden der Fälle, wenn der Abstand zwischen dem Roboter 1 und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4 kürzer als der vorgegebene Abstand ist und wenn der Abstand weiter als der vorgegebene Abstand ist, beschrieben, wie basierend auf der Kommunikationsqualität eine Warnung erzeugt oder der Roboter gestoppt wird.
Live-Daten d_L sind die Daten, die zum Bestätigen verwendet werden, ob die drahtlose Kommunikation in jeder vorgegebenen Zeitspanne normal durchgeführt wird. Folglich wird, wenn die Live-Daten d_L nicht empfangen werden können, bestimmt, dass die drahtlose Kommunikation nicht normal durchgeführt wird. 2 zeigt beispielsweise empfangene Wellenformen, wenn das Sende-Empfangsgerät 41 der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4 oder das steuereinrichtungsseitige Sende-Empfangsgerät 21 der Steuereinrichtung 2 zu t₄, t₅ und t₆ Live-Daten d_L sendet.
Wenn der Abstand zwischen dem Roboter 1 und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4 kürzer als der vorgegebene Abstand ist (nachstehend als ”kurzer Abstand” bezeichnet), wird das Zeitintervall, in dem Live-Daten d_L empfangen werden müssen, kurz eingestellt. Bei dem in 2 gezeigten Beispiel ist dieses Intervall auf die Zeitspanne vom Zeitpunkt t₄ bis t₅ eingestellt. In diesem Fall gibt der Warngenerator 8 eine Warnung ab oder stoppt den Roboter 1, wenn Live-Daten d_L zum Zeitpunkt t₄ empfangen werden können, nicht aber zum Zeitpunkt t₅.
Im Gegensatz dazu wird, wenn der Abstand zwischen dem Roboter 1 und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4 weiter als der vorgegebene Abstand ist (nachfolgend als ”langer Abstand” bezeichnet), das Intervall, in dem Live-Daten d_L empfangen werden müssen, lang eingestellt. Bei dem in 2 gezeigten Beispiel wird dieses Intervall auf eine Zeitspanne eingestellt, die länger ist als die Zeitspanne von t₄ bis t₆. In diesem Fall gibt der Warngenerator 8 auch dann keine Warnung ab oder stoppt den Roboter 1, wenn Live-Daten d_L nicht in demselben Intervall wie im Falle eines kurzen Abstands oder nicht zum Zeitpunkt t₅ empfangen werden können.
Ferner gibt der Warngenerator 8 keine Warnung ab oder stoppt den Roboter 1, wenn Live-Daten d_L innerhalb des für den Fall eines langen Abstands eingestellten Zeitintervalls oder beispielsweise zum Zeitpunkt t₆ empfangen werden können.
Es ist auch möglich, eine solche Systemkonfiguration bereitzustellen, dass eine Warnung erzeugt wird, wenn die Zeitspanne, in der keine Live-Daten empfangen werden, dem vorgegebenen Kriterium nahe kommt, und der Roboter gestoppt wird, wenn die Zeitspanne das vorgegebene Kriterium übersteigt.
Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß dem Robotersteuersystem der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, da der Abstand zwischen dem Roboter und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit gemessen wird, um das Kriterium für die Kommunikationsqualität der drahtlosen Kommunikation, d. h. das Intervall, in dem die Live-Daten empfangen werden sollten, gemäß dem Abstand zu ändern, möglich, den Komfort zu verbessern, ohne an Sicherheit zu verlieren.
[Zweite Ausführungsform]
Als Nächstes wird ein Robotersteuersystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 3 zeigt die Beziehung zwischen der Signalwellenform und dem Intervall, in dem Sicherheitssignale empfangen werden müssen, wenn der Abstand zwischen dem Roboter und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit kürzer als der vorgegebene Abstand ist und wenn der Abstand länger als der vorgegebene Abstand ist, bei dem Robotersteuersystem gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Robotersteuersystem gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich dahingehend von dem Robotersteuersystem der ersten Ausführungsform, dass die Kommunikationsqualität durch Messen des Austauschintervalls von Sicherheitssignalen überwacht wird, die zwischen der Steuereinrichtung und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit ausgetauscht werden, um anzuzeigen, ob die Maschine oder der Roboter gestoppt werden sollte. Die anderen Konfigurationen gemäß der zweiten Ausführungsform sind dieselben wie bei dem Robotersteuersystem gemäß der ersten Ausführungsform, weshalb eine genaue Beschreibung weggelassen wurde.
Die Normen geben vor, dass die maximale Bewegungsstrecke des Roboters ab dem Durchführen einer Tätigkeit zum Eingeben eines Nothaltsignals (Drücken eines Knopfs oder dergleichen) durch den Bediener zum Stoppen des Roboters bis zum Stopp des Roboters klar vorgesehen werden muss. Daher wird das Nothaltsignal als Sicherheitssignal gesendet, um innerhalb einer bestimmten Zeitspanne definitiv bestätigt zu werden.
Wenn der Abstand kurz ist, wird das Intervall, in dem die Sicherheitssignale bestätigt werden sollten, kurz ausgeführt, um den Roboter unverzüglich zu stoppen und dadurch die Sicherheit zu gewährleisten. Wenn hingegen der Abstand lang ist, wird das Intervall, in dem die Sicherheitssignale bestätigt werden sollten, lang ausgeführt, um den Komfort zu gewährleisten.
Selbst wenn der Abstand lang ist, darf die Bewegungsstrecke des Roboters zum Zeitpunkt der Eingabe des Nothaltsignals die maximale Bewegungsstrecke nicht übersteigen. Im Falle des obigen Betriebs hört der Roboter folglich innerhalb einer kürzeren Strecke als der maximalen Bewegungsstrecke auf sich zu bewegen, wenn sich die Kommunikationsqualität zwischen dem Roboter und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit zum Zeitpunkt eines kurzen Abstands verschlechtert, so dass das Sicherheitssignal für eine bestimmte Zeitspanne nicht bestätigt wird. Die maximale Bewegungsstrecke ist ein vom Hersteller eingestellter Wert und keine Strecke zum Gewährleisten absoluter Sicherheit. Daher stellt es eine Erhöhung der Sicherheit dar, wenn der Roboter dazu gebracht wird, seine Bewegung innerhalb einer kürzeren Strecke als der maximalen Bewegungsstrecke zu stoppen.
Unter Bezugnahme auf 3 wird, für jeden der Fälle, wenn der Abstand zwischen Roboter 1 und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4 kürzer als der vorgegebene Abstand ist und wenn er weiter als der vorgegebene Abstand ist, beschrieben, wie basierend darauf, ob die Sicherheitssignale innerhalb des Intervalls empfangen wurden, in dem die Sicherheitssignale empfangen werden sollten, eine Warnung erzeugt oder der Roboter gestoppt wird.
Es wird entschieden, dass die drahtlose Kommunikation nicht normal durchgeführt wird, wenn das Sicherheitssignal d_s nicht empfangen werden kann. 3 zeigt beispielsweise empfangene Wellenformen, wenn das Sende-Empfangsgerät der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit oder das steuereinrichtungsseitige Sende-Empfangsgerät der Steuereinrichtung Sicherheitsdaten d_s zu t₇, t₈ und t₉ sendet.
Wenn der Abstand zwischen dem Roboter 1 und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4 kürzer als der vorgegebene Abstand ist, wird das Intervall, in dem Sicherheitssignale d_s empfangen werden müssen, kurz eingestellt. Bei dem in 3 gezeigten Beispiel ist dieses Intervall auf die Zeitspanne vom Zeitpunkt t₇ bis t₈ eingestellt. In diesem Fall gibt der Warngenerator 8 eine Warnung ab oder stoppt den Roboter 1, wenn das Sicherheitssignal d_s zum Zeitpunkt t₇ empfangen werden kann, nicht aber zum Zeitpunkt t₈.
Im Gegensatz dazu wird, wenn der Abstand zwischen dem Roboter 1 und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4 weiter als der vorgegebene Abstand ist, das Intervall, in dem Sicherheitssignale d_s empfangen werden müssen, lang eingestellt. Bei dem in 3 gezeigten Beispiel wird dieses Intervall auf eine Zeitspanne eingestellt, die länger ist als die Zeitspanne von t₇ bis t₉. In diesem Fall gibt der Warngenerator 8 auch dann keine Warnung aus oder stoppt den Roboter, wenn das Sicherheitssignal d_s nicht in demselben Intervall wie im Falle eines kurzen Abstands oder nicht zum Zeitpunkt t₈ empfangen werden kann.
Ferner gibt der Warngenerator 8 keine Warnung ab oder stoppt den Roboter 1, wenn das Sicherheitssignal d_s innerhalb des für den Fall eines langen Abstands eingestellten Intervalls oder beispielsweise zum Zeitpunkt t₉ empfangen werden kann.
Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß dem Robotersteuersystem der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, da der Abstand zwischen dem Roboter und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit gemessen wird, um das Kriterium für die Kommunikationsqualität der drahtlosen Kommunikation, d. h. das Intervall, in dem die Sicherheitssignale empfangen werden sollten, gemäß dem Abstand zu ändern, möglich, den Komfort zu verbessern, ohne an Sicherheit zu verlieren.
[Dritte Ausführungsform]
Es wird ein Robotersteuersystem gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 4 zeigt die Beziehung zwischen der Signalwellenform und der Zeitspanne, in der der Empfang von fehlerkorrigierten Daten zulässig ist, wenn der Abstand zwischen dem Roboter und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit kürzer als der vorgegebene Abstand ist und wenn er weiter als der vorgegebene Abstand ist, bei dem Robotersteuersystem gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Robotersteuersystem gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich dahingehend von dem Robotersteuersystem der ersten Ausführungsform, dass die Kommunikationsqualität durch Messen des Intervalls, in dem Daten mit einem Fehlererkennungscode oder einem Fehlerkorrekturcode, die zwischen der Steuereinrichtung 2 und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4 ausgetauscht werden, in fehlerfreiem Zustand gesendet werden, oder durch Messen der Häufigkeit von Fehlern überwacht wird. Die anderen Konfigurationen gemäß der dritten Ausführungsform sind dieselben wie bei dem Robotersteuersystem gemäß der ersten Ausführungsform, weshalb eine genaue Beschreibung weggelassen wurde.
Wie in 4 gezeigt, wird, wenn der Abstand zwischen dem Roboter 1 und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4 kürzer als der vorgegebene Abstand ist, eine Warnung abgegeben oder der Roboter gestoppt, wenn der Fehler d_e1 nur ein einziges Mal erkannt wird.
Im Gegensatz dazu wird, wenn der Abstand zwischen dem Roboter und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit groß ist, die Zeitspanne, in der der Empfang von fehlerkorrigierten Daten zulässig ist, länger eingestellt oder die zulässige Häufigkeit von fehlerkorrigierten Daten höher eingestellt. Wenn beispielsweise Fehler sporadisch auftreten, wie etwa die in 4 gezeigten Fehler d_e2, d_e3, d_e4, wird der Roboter nicht gestoppt.
Es ist bevorzugt, eine Warnung abzugeben oder den Roboter zu stoppen, wenn die Anzahl aufeinanderfolgender Fehler oder die Häufigkeit von Fehlern das Kriterium übersteigt. Bei dem in 4 gezeigten Beispiel ist beispielsweise das Auftreten von zwei aufeinanderfolgenden Fehlern d_e5, d_e6 zulässig, wenn jedoch drei aufeinanderfolgende Fehler des bis de, auftreten, wird eine Warnung abgegeben oder der Roboter gestoppt. Das Auftreten von drei aufeinanderfolgenden Fehlern stellt lediglich ein Beispiel dar und die Anzahl aufeinanderfolgender Fehler ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß dem Robotersteuersystem der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, da der Abstand zwischen dem Roboter und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit gemessen wird, um das Kriterium für die Kommunikationsqualität der drahtlosen Kommunikation, d. h. die Anzahl von Fehlern oder die Häufigkeit von Fehlern, gemäß dem Abstand zu ändern, möglich, den Komfort zu verbessern, ohne an Sicherheit zu verlieren.
[Vierte Ausführungsform]
Es wird ein Robotersteuersystem gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 5 zeigt die Beziehung zwischen der Signalwellenform und der zulässigen Funkwellenintensität des drahtlosen Kommunikationssignals, wenn der Abstand zwischen dem Roboter und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit kürzer als der vorgegebene Abstand ist und wenn er weiter als der vorgegebene Abstand ist, bei dem Robotersteuersystem gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Robotersteuersystem gemäß der vierten Ausführungsform unterscheidet sich dahingehend von dem Robotersteuersystem der ersten Ausführungsform, dass die Kommunikationsqualität durch Messen der Funkwellenintensität der drahtlosen Kommunikation überwacht wird. Die anderen Konfigurationen gemäß der vierten Ausführungsform sind dieselben wie bei dem Robotersteuersystem gemäß der ersten Ausführungsform, weshalb eine genaue Beschreibung weggelassen wurde.
Wenn der Abstand zwischen dem Roboter und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit länger als der vorgegebene Abstand ist, wird der zulässige Pegel der Funkwellenintensität der drahtlosen Kommunikationssignale niedriger eingestellt. Wie in 5 gezeigt, wird beispielsweise, wenn der Abstand zwischen dem Roboter und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit kürzer als der vorgegebene Abstand ist, eine Warnung abgegeben oder der Roboter gestoppt, da die Funkwellenintensität des drahtlosen Kommunikationssignals zum Zeitpunkt t₁₀ niedriger ist als P₁, das Warn- oder Stoppkriterium.
Im Gegensatz dazu wird, wenn der Abstand zwischen dem Roboter und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit groß ist, keine Warnung abgegeben oder der Roboter gestoppt, da die Funkwellenintensität des drahtlosen Kommunikationssignals zum Zeitpunkt t₁₁ höher ist als P₂, das Warn- oder Stoppkriterium.
Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß dem Robotersteuersystem der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, da das Kriterium für die Funkwellenintensität von drahtlosen Kommunikationssignalen zum Abgeben einer Warnung oder Stoppen des Roboters im Falle eines langen Abstands auf P₂ eingestellt wird, welches niedriger ist als P₁ im Falle eines kurzen Abstands (P₂ < P₁), möglich, den Komfort zu verbessern, ohne an Sicherheit zu verlieren.
[Fünfte Ausführungsform]
Es wird ein Robotersteuersystem gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 6 zeigt ein Konfigurationsdiagramm eines Robotersteuersystems gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Robotersteuersystem 105 gemäß der fünften Ausführungsform unterscheidet sich dahingehend von dem Robotersteuersystem 101 der ersten Ausführungsform, dass der Abstand zwischen der Maschine oder dem Roboter 1 und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4 durch einen Sensor 16 gemessen wird, der einen Lasersensor, einen Drucksensor, einen Infrarotsensor und/oder einen Lichtvorhang umfasst und nahe dem Roboter 1 angeordnet ist. Die anderen Konfigurationen gemäß der fünften Ausführungsform sind dieselben wie bei dem Robotersteuersystem der ersten Ausführungsform, weshalb eine genaue Beschreibung weggelassen wurde.
Die Anordnung des Sensors 16 (eines Lasersensors, Drucksensors, Infrarotsensors, Lichtvorhangs und/oder dergleichen), der dazu fähig ist, den Zutritt eines Objekts nahe dem Roboter 1 zu erfassen, ermöglicht es, die Annäherung des Bedieners an den Roboter 1 wahrzunehmen, wenn der die tragbare drahtlose Bedieneinheit 4 bei sich tragende Bediener einen Erfassungsbereich 160 des Sensors betritt, wie in 6 durch einen Pfeil angezeigt.
Für einen Lichtvorhang und dergleichen ist es unmöglich, den Abstand ständig zu erfassen. Es tritt jedoch kein Problem auf, wenn es nicht notwendig ist, mehrere Stufen zum Lockern des Kriteriums der Kommunikationsqualität zu definieren. Beispielsweise durch Anordnen eines Sensors an der Grenze, innerhalb der der Roboter arbeitet, ist es möglich, eine solche Konfiguration bereitzustellen, dass das Kriterium der Kommunikationsqualität verschärft wird, wenn sich der Bediener innerhalb des Arbeitsbereichs befindet, während das Kriterium der Kommunikationsqualität gelockert wird, wenn sich der Bediener außerhalb des Arbeitsbereichs befindet.
Ferner ist es für den Sensor alleine nicht möglich, zu erfassen, ob der Bediener die tragbare drahtlose Bedieneinheit 4 bei sich trägt. Wenn jedoch gleichzeitig eine andere Einrichtung verwendet wird, wenn beispielsweise ein RFID-(Radio Frequency Identifier/Radiofrequenz-Identifikations-)Tag an der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit befestigt ist und der RFID-Tag-Detektor somit das Tag liest, wenn die tragbare drahtlose Bedieneinheit den Sensor passiert, ist eine zuverlässigere Erfassung, wo sich die tragbare drahtlose Bedieneinheit 4 befindet, möglich.
Anstelle des Sensors kann eine feste Kamera 18 zum Aufnehmen eines Bildes der Umgebung der Maschine oder des Roboters 1 wie bei einem Robotersteuersystem 105' angeordnet werden, das in 7 als abgewandeltes Beispiel der fünften Ausführungsform gezeigt ist, wodurch der Abstand zwischen der Maschine oder dem Roboter 1 und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit 4 durch Analysieren des durch die feste Kamera 18 aufgenommenen Bildes gemessen werden kann. Wenn die feste Kamera 18 installiert ist und wenn der die tragbare drahtlose Bedieneinheit 4 bei sich tragende Bediener den Abbildungsbereich 180 der festen Kamera 18 betritt, ist es durch Bilderkennung möglich, zu erfassen, an welcher Stelle sich der die tragbare drahtlose Bedieneinheit 4 bei sich tragende Bediener relativ zum Roboter 1 befindet.
Eine Bestimmung, ob der Bediener eine steuerbare tragbare drahtlose Bedieneinheit 4 bei sich trägt, kann durch die gleichzeitige Verwendung eines RFID-Tags oder dergleichen, ähnlich wie im Falle des Sensors, durchgeführt werden.
Ohne auf die vorstehenden Beispiele beschränkt zu sein, können die Mittel zum Messen des Abstands zwischen dem Roboter und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit durch Verwenden verschiedener Einrichtungen in Kombination miteinander umgesetzt werden und abhängig von den verschiedenen Nutzungsbedingungen (den Umgebungsbedingungen in der Fabrik (Schmutz, Feinstaub, Temperatur), der Anzahl der Roboter und Bediener, der Anzahl der tragbaren drahtlosen Bedieneinheiten, der Häufigkeit, mit der Aufstellungsort des Roboters bewegt wird) adäquat ausgewählt werden.
Gemäß dem Robotersteuersystem der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es, da der Abstand zwischen dem Roboter und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit gemessen wird, um das Sicherheitskriterium für die Qualität der drahtlosen Kommunikation gemäß dem Abstand zu ändern, möglich, den Komfort zu verbessern, ohne an Sicherheit zu verlieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5492438 [0004]
JP 2007-233817 [0005]
WO 2006/103838 [0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm (ISO 10218-1) [0002]

Claims

Robotersteuersystem, das umfasst: – eine Steuereinrichtung (2) zum Steuern einer Maschine (1), – eine tragbare drahtlose Bedieneinheit (4) zum Durchführen einer drahtlosen Kommunikation mit der Steuereinrichtung zum Steuern der Maschine, – eine Abstandsmesseinrichtung (6) zum Messen des Abstands zwischen der Maschine und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit, – eine Kommunikationsüberwachungseinrichtung (7) zum Überwachen der Kommunikationsqualität der drahtlosen Kommunikation zwischen der Steuereinrichtung und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit, – einen Warngenerator (8) zum Abgeben einer Warnung an den Bediener oder zum Stoppen der Maschine, wenn die Kommunikationsqualität unter ein vorgegebenes Kriterium sinkt, und – eine Kriteriumsänderungseinrichtung (10) zum Ändern des vorgegebenen Kriteriums gemäß dem Abstand zwischen der Maschine und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit.
Robotersteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Kommunikationsqualität durch Messen eines Austauschintervalls von Live-Daten zum Bestätigen der Herstellung der drahtlosen Kommunikation überwacht wird.
Robotersteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Kommunikationsqualität durch Messen eines Austauschintervalls von Sicherheitssignalen überwacht wird, die zwischen der Steuereinrichtung (2) und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit (4) ausgetauscht werden, um anzuzeigen, ob die Maschine gestoppt werden sollte.
Robotersteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Kommunikationsqualität durch Messen des Intervalls, in dem Daten mit einem Fehlererkennungscode oder einem Fehlerkorrekturcode, die zwischen der Steuereinrichtung (2) und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit (4) ausgetauscht werden, in fehlerfreiem Zustand ausgetauscht werden, oder durch Messen der Häufigkeit von Fehlern überwacht wird.
Robotersteuersystem nach Anspruch 1, – wobei die Kommunikationsqualität durch Messen der Radiowellenintensität der drahtlosen Kommunikation überwacht wird.
Robotersteuersystem nach Anspruch 1, – wobei der Abstand zwischen der Maschine (1) und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit (4) durch einen Sensor (16) gemessen wird, der einen Lasersensor, einen Drucksensor, einen Infrarotsensor und/oder einen Lichtvorhang umfasst und nahe der Maschine angeordnet ist.
Robotersteuersystem nach Anspruch 1, – wobei der Abstand zwischen der Maschine (1) und der tragbaren drahtlosen Bedieneinheit (4) durch Analysieren eines durch eine feste Kamera (18) aufgenommenen Bildes der Umgebung der Maschine gemessen wird.